DE3436768C2 - - Google Patents
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0003—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure
- F02M63/0007—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure using electrically actuated valves
Description
Die Erfindung geht von einem Verfahren nach der Gattung des Patent
anspruchs 1 und einem Kraftstoffeinspritzsystem nach der Gattung des
Patentanspruchs 2 aus.
Ein durch die DE-OS 15 76 626 bekanntes Ver
fahren und Kraftstoffeinspritzsystem zur Durchführung des Verfahrens
diese Art dient zur Kraftstoffversorgung einer mit Fremdzündung und
Gemischansaugung arbeitenden Brennkraftmaschine. Dabei wird mit ei
ner Kraftstofförderpumpe Kraftstoff in einen Speicher gefördert,
der auf konstanten Kraftstoffdruck gehalten wird. Aus
diesem Speicher wird über eine Drossel und ein elektro
magnetisches Zumeßventil der einzuspritzende Kraftstoff
während des Arbeitshubes der Brennkraftmaschine in einen
Zwischenspeicher zugemessen, der eine gegen eine weiche
Feder nachgiebige bewegliche Wand aufweist, wobei die Vor
spannung der Feder den Einspritzdruck bestimmt. Dieser
Einspritzdruck wird in jedem Fall geringer sein, als der
Druck im vorerwähnten Speicher. Während des Saughubes
schließlich wird der im Zwischenspeicher vorgelagerte,
zugemessene Kraftstoff über ein zweites Elektromagnetventil
der Einspritzdüse zugeführt, die den Kraftstoff entweder in
das Saugrohr der Brennkraftmaschine oder während des Saug
taktes in den Brennraum einspritzt. Die Aufgabe dieser Aus
gestaltung war es, bei den hohen Drehzahlen der fremdgezün
deten Brennkraftmaschine die einzuspritzende Kraftstoffmenge
mit großer Genauigkeit in der geringen während der Saug
zeit zur Verfügung stehenden Zeit einspritzen zu können.
Dazu wurde aus Genauigkeitsgründen die Zumessung von
der Zuführung der zugemessenen Kraftstoffmenge getrennt
und die Zumessung auf die übrigen Arbeitstakte verlagert,
wo ein das Zumessungsergebnis verbessernder größeren Zeit
raum zur Verfügung steht.
Es ist auch bekannt, bei der Steuerung der Einspritzmengen
für eine Hochdruckeinspritung bei selbstzündenden Brenn
kraftmaschinen die pro Zylinder zuzuführende Kraftstoff
einspritzmenge dadurch zu steuern, daß mit Hilfe eines
Entlastungsventils die wirksame Kraftstofförderung eines
hin- und hergehend angetriebenen Pumpenkolbens bestimmt
wird. In der US-PS 38 51 635 ist in diesem Sinne eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung offenbart, bei der ein
intermittierend angetriebener Pumpenkolben Kraftstoff
über ein Rückschlagventil in eine Sammelleitung fördert,
von der zu den einzelnen Einspritzdüsen Einspritzleitungen
abgehen. In diesen Einspritzleitungen ist jeweils ein
erstes Magnetventil vorgesehen, stromabwärts von dem von
der Einspritzleitung eine Entlastungsleitung abzweigt,
in der ein zweites Magnetventil eingesetzt ist. Das erste
Magnetventil dient dazu, das jeweilige Einspritzventil an
zusteuern und wird zugleich mit dem zweiten Magnetventil
geschaltet derart, daß für den Einspritzvorgang das erste
Magentventil öffnet und das zweite Magnetventil schließt.
Diese Einrichtung soll insbesondere die Genauigkeit der
Einspritzzeitpunkte erhöhen.
Durch die DE-OS 31 26 393 ist ein Verfahren zur Steuerung der Kraft
stoffeinspritzung bei Brennnkraftmaschinen und eine Vorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens bekannt, bei dem Kraftstoff mittels
einer Niederdruckpumpe zur Saugseite einer Hochdruckpumpe gefördert
wird, die ihrerseits in einen Kraftstoffspeicher fördert. Aus diesem
werden Kraftstoffeinspritzventile insbesondere über einzelnen diesen
zugeordneten Zwischenspeicher mit Kraftstoff versorgt. Die Ein
spritzventile werden elektrisch angesteuert und sind gegenüber dem
Kraftstoffspeicher durch Drosselleitungen abgekoppelt, so daß im
Laufe der elektromagnetisch gesteuerten Einspritzung der Einspritz
druck absinkt. Die Druckdifferenz wird dabei über einen Umformer
erfaßt, der die Versorgung der Hochdruckpumpe zur Druckaufrecht
erhaltung des Kraftstoffspeichers elektromagnetisch steuert. Da
diese Steuerung mit jedem Einspritzvorgang jedes einzelnen Ein
spritzventils ausgelöst wird, kann es zu einer wesentlichen Pulsa
tion des Kraftstoffdruckes im Speicher kommen, was die Einspritzge
nauigkeit negativ beeinflußt. Über die Drosselleitungen kommt es
ferner in nachteiliger Weise zu einem verzögerten Wiederaufbau des
Druckes an den Einspritzdüsen nach einer Kraftstoffentnahme. Somit
werden die Einspritzbedingungen während eines jeden Einspritzvorgan
ges in nachteiliger Weise verändert.
Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäße Verfahren zusammen
mit einem Kraftstoffeinspritzsystem zur Durchführung des gattungs
gemäßen Verfahrens so weiterzubilden, daß immer ein gewünschter und
auch steuerbarer Kraftstoffdruck im Moment des Einspritzbeginns
einer jeden Einspritzung vorliegt und über den gesamten Betriebs
bereich der Brennkraftmaschine damit optimale Einspritzbedingungen
eingehalten werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 2 gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung
hat den Vorteil, daß
durch die Steuerung des einzigen Entlastungsventils und
der einzelnen Steuerventile ein genau bestimmter Teil
der Kraftstofförderung dazu verwendet wird, einen ge
wünschten Kraftstoffdruck im Moment des Einspritzbe
ginns zu erzielen. Damit können über den gesamten Be
triebsbereich der Brennkraftmaschine optimale Einspritz
bedingungen eingehalten werden. Insbesondere ist der
sich zu Beginn der Einspritzung einstellende Kraftstoff
einspritzdruck unabhängig von der Drehzahl und der Förder
rate einstellbar. Mit Hilfe des auf diese Weise gestalt
baren Kraftstoffeinspritzdruckes kann auch die Einspritz
rate, mit der der Kraftstoff durch die Einspritzdüsen zur
Einspritzung gelangt, in gezielter Weise beeinflußt werden,
so daß die Einspritzung in bezug auf die unterschiedlichen
Betriebsbereiche der Brennkraftmaschine optimiert werden
kann. Dabei kann die Einspritzung für den Leerlauf- und
Niedriglastbereich im Sinne einer geräuscharmen Ein
spritzung ausgelegt werden und die Einspritzung in anderen
Bereichen auf einen optimalen Verbrauch, optimale Leistung
oder optimales Schadstoffverhalten eingestellt werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen des Kraftstoffeinspritz
systems nach Anspruch 2 gegeben, insbesondere bietet die
Ausgestaltung nach Anspruch 3 die Möglichkeit, schnell
bei sich ändernden Bedingungen den für die Einspritzung
in dem jeweiligen Betriebsbereich der Brennkraftmaschine
notwendigen Einspritzdruck einzustellen. Dabei bestimmt
nach Anspruch 5 der Öffnungszeitpunkt des Steuerventils
den tatsächlichen Spritzbeginn, so daß in vorteilhafter
Weise diese Größe als führender Parameter exakt geregelt
wird. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß An
spruch 7 kann der sich einstellende Kraftstoffeinspritz
druck auch mit Hilfe eines Druckgebers geregelt werden,
und zwar auf einen Sollwert, der verschiedene Randpara
meter berücksichtigen kann und/oder auch sich mit den
sich laufend ändernden Betriebsparametern der Brennkraft
maschine ändern kann.
Das Einspritzsystem ist dabei vorteilhaft mit einer einzigen
Einzylindereinspritzpumpe verwirklichbar, die kostengünstig
herzustellen und betriebssicher ist. Die Verteilung der
geförderten Kraftstoffeinspritzung erfolgt dann über einen
elektrischen Verteiler, der aus den einzelnen Steuerven
tilen gebildet ist. Damit entfällt die Herstellung einer
hochwertigen mechanisch geregelten Verteilereinspritz
pumpe. Durch Steuerung gemäß den Ausführungsformen nach
Anspruch 11, 12 und 13 ist es insbesondere auch möglich,
einen leisen Lauf der Brennkraftmaschine im Leerlaufbe
trieb bei optimaler Einspritzung zu erzielen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 die schematische Dar
stellung des Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 die Steuerzei
ten des Entlastungsventils in bezug auf die Nockener
hebungskurve des den Pumpenkolben antreibenden Nockens,
Fig. 3 die Steuerzeiten des Entlastungsventils in be
zug auf die Steuerventile, mit
Fig. 3a dem Steuerdia
gramm des Entlastungsventils,
Fig. 3b das Steuerdia
gramm eines der Steuerventile für eine erste Möglich
keit des Steuerns und
Fig. 3c das Steuerdiagramm eines
der Entlastungsventils mit einer zweiten Möglichkeit
des Steuerns zur Erzielung des gewünschten Einspritz
druckes.
In einem Gehäuse 1 einer Kraftstoffeinspritzpumpe ist
ein stirnseitig geschlossener Zylinder 2 angeordnet, in
dem ein Pumpenkolben 3 durch einen nicht weiter darge
stellten Nockenantrieb in eine hin- und hergehende,
pumpende und saugende Bewegung versetzt wird. Diese
Kraftstoffeinspritzpumpe ist z. B. als Einzylindersteck
pumpe verwirklichbar, die auf der Brennkraftmaschine mon
tiert ist und dort durch einen brennkraftmaschinenseitigen
Nocken angetrieben wird. Der Pumpenkolben schließt mit
seiner Stirnseite im Zylinder 2 einen Pumpenarbeitsraum
4 ein, von dem über ein Rückschlagventil 5 eine Drucklei
tung zu einer Sammelleitung 6 führt, von der einzelne
Einspritzleitungen 7 a, 7 b, 7 c und 7 d abzweigen. Vom Pum
penarbeitsraum zweigt ferner eine Entlastungsleitung 8
ab, in der ein elektrisch gesteuertes Entlastungsventil
10 in der Funktion als Zumeßventil angeordnet ist. Die
Entlastungsleitung führt zu einem Entlastungsraum oder
zu dem Kraftstoffvorrat 11. In einer zusätzlichen Ausge
staltung kann parallel zum Entlastungsventil 10 eine
parallele Entlastungsleitung 8 a gelegt werden, in der eine
steuerbare Drossel 12 angeordnet ist. Der Pumpenarbeitsraum
ist in der tiefsten Stellung des Pumpenkolbens über eine
Saugleitung 14 mit einer Kraftstoffquelle verbunden und
wird mit dem Beginn des Pumphubs des Pumpenkolbens von
dieser Saugleitung getrennt.
In den einzelnen Kraftstoffeinspritzleitungen 7 a bis 7 d
sind elektrisch gesteuerte Steuerventile 15 a bis 15 d ein
gesetzt, die die Verbindung zu den am Ende der Einspritz
leitungen 7 a bis 7 d befindlichen Kraftstoffeinspritzven
tilen 16 a bis 16 d steuern. Eines oder mehrere dieser
Einspritzventile sind in einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung mit einem Spritzbeginngeber 17 versehen. Solche
Spritzbeginngeber können zugleich auch als Spritzdauer
geber und damit Geber für die eingespritzte Kraftstoff
menge verwendet werden.
Das Entlastungsventil 10 und die Steuerventile 15 a bis
15 d werden von einem Steuergerät 19 gesteuert, dem ver
schiedene Betriebsparameter zugeführt werden. Solche
Betriebsparameter sind in erster Linie die Drehzahl und
die Drehwinkelstellung der Kurbelwelle der zum Kraftstoff
einspritzsystem gehörenden Brennkraftmaschine, die hier
nicht weiter dargestellt ist. Beide Parameter können da
bei gegebenenfalls von einem einzigen Geber bereitgestellt
werden. Weiterhin wird in das Steuergerät der Drehmoment
wunsch bzw. das Lastsignal bezüglich der einzuspritzenden
Kraftstoffmenge eingegeben. Als weitere Parameter kommen
ferner die Rückmeldung des Spritzbeginns, ggf. der Ein
spritzmenge, die Betriebstemperatur, insbesondere die für
den Warmlauf der Brennkraftmaschine maßgebliche Temperatur,
gegebenenfalls Signale über den Lastwechsel bzw. den Be
schleunigungswunsch und in einer weiteren Ausgestaltung
des Kraftstoffeinspritzsystems ein Steuersignal entspre
chend dem sich in der Sammelleitung 6 einstellenden Kraft
stoffdruck bei Spritzbeginn. Dieser Druck wird mit Hilfe
eines Druckgebers 20 erfaßt.
Das Kraftstoffeinspritzsystem arbeitet folgendermaßen:
Nach Füllung des Pumpenarbeitsraumes 4 in der Tiefstellung des Pumpenkolbens 3 über die Saugleitung 14 wird der Pum penkolben 3 durch seinen Antriebsnocken in eine pumpende Bewegung versetzt. In Fig. 2 ist ein Teil einer solchen Nockenerhebungskurve über den Drehwinkel α der Pumpen antriebswelle bzw. der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine dargestellt. Beim Beginn des Pumpenhubes des Pumpenkolbens ist zunächst die Entlastungsleitung 8 durch das Zumeßven til geöffnet. Ab einem bestimmten Punkt des Pumpenkolben hubs, der auf der Nockenerhebung hier mit FB gekennzeich net ist, schließt das Zumeßventil, so daß der Pumpenkolben zu fördern beginnt und Kraftstoff über das Rückschlagven til 5 aus dem Pumpenarbeitsraum 4 in die Sammelleitung 6 fördert. In dem unter Fig. 2 gezeichneten Diagramm, Fig. 3a mit dem Steuerdiagramm des Entlastungsventils, ist dieser Punkt ebenfalls eingezeichnet. Im Laufe der wei teren Förderung wird in der Sammelleitung 6 ein Kraft stoffdruck bis zu einer bestimmten Höhe aufgebaut, bei dem eines der Steuerventile 15 a bis 15 d öffnet. Von diesem Augenblick an kann Kraftstoff zu dem entsprechen den Kraftstoffeinspritzventil 16 gelangen, wobei der Einspritzdruck so groß ist, daß in jedem Fall der Öff nungsdruck des Einspritzventils überschritten ist. Das Öffnen der Steuerventile bestimmt somit den Spritzbeginn SB, der in dem Steuerdiagramm eines dieser Ventile in Fig. 3b eingetragen ist. Bei der Steuerungsart gemäß Fig. 3b öffnet somit das Steuervenil 15 erst nach einem Kolbenhub Δ h entsprechend einem Drehwinkel Δα nach Förderbeginn FB. Die hierbei geförderte Kraftstoffmenge steht der Vorspannung des Kraftstoffvolumens in der Sammel leitung 6 und in den Einspritzleitungen 7 a bis 7 d bis hin zu den einzelnen Steuerventilen 15 a bis 15 b zur Verfügung. Je nach Betrag Δ h stellt sich somit zum Zeitpunkt des Öffnens einer der Steuerventile ein höherer oder niedrigerer Einspritzdruck ein. Mit diesem Vorhalt vor dem eigentlichen Spritzbeginn kann somit in vorteilhafter Weise der Einspritz druck unabhängig von der Fördercharakteristik der Kraftstoff einspritzpumpe modifiziert werden. Für die Bildung des ge wünschten Einspritzdrucks bei unterschiedlichen Betriebs punkten der Brennkraftmaschine können vorteilhaft in einem Kennfeld Werte des Betrags Δα in Abhängigkeit von ver schiedenen Betriebsparametern abgespeichert sein, wobei der ebenfalls von Parametern abhängige erforderliche Spritzbeginn berücksichtigt ist. Für die Steuerung des Steuerventils 15 insbesondere den Spritzbeginn werden die bekannten Parameter, wie z. B. die Drehzahl oder in der Warmlaufphase die Brennkraftmaschinentemperatur und andere berücksichtigt.
Nach Füllung des Pumpenarbeitsraumes 4 in der Tiefstellung des Pumpenkolbens 3 über die Saugleitung 14 wird der Pum penkolben 3 durch seinen Antriebsnocken in eine pumpende Bewegung versetzt. In Fig. 2 ist ein Teil einer solchen Nockenerhebungskurve über den Drehwinkel α der Pumpen antriebswelle bzw. der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine dargestellt. Beim Beginn des Pumpenhubes des Pumpenkolbens ist zunächst die Entlastungsleitung 8 durch das Zumeßven til geöffnet. Ab einem bestimmten Punkt des Pumpenkolben hubs, der auf der Nockenerhebung hier mit FB gekennzeich net ist, schließt das Zumeßventil, so daß der Pumpenkolben zu fördern beginnt und Kraftstoff über das Rückschlagven til 5 aus dem Pumpenarbeitsraum 4 in die Sammelleitung 6 fördert. In dem unter Fig. 2 gezeichneten Diagramm, Fig. 3a mit dem Steuerdiagramm des Entlastungsventils, ist dieser Punkt ebenfalls eingezeichnet. Im Laufe der wei teren Förderung wird in der Sammelleitung 6 ein Kraft stoffdruck bis zu einer bestimmten Höhe aufgebaut, bei dem eines der Steuerventile 15 a bis 15 d öffnet. Von diesem Augenblick an kann Kraftstoff zu dem entsprechen den Kraftstoffeinspritzventil 16 gelangen, wobei der Einspritzdruck so groß ist, daß in jedem Fall der Öff nungsdruck des Einspritzventils überschritten ist. Das Öffnen der Steuerventile bestimmt somit den Spritzbeginn SB, der in dem Steuerdiagramm eines dieser Ventile in Fig. 3b eingetragen ist. Bei der Steuerungsart gemäß Fig. 3b öffnet somit das Steuervenil 15 erst nach einem Kolbenhub Δ h entsprechend einem Drehwinkel Δα nach Förderbeginn FB. Die hierbei geförderte Kraftstoffmenge steht der Vorspannung des Kraftstoffvolumens in der Sammel leitung 6 und in den Einspritzleitungen 7 a bis 7 d bis hin zu den einzelnen Steuerventilen 15 a bis 15 b zur Verfügung. Je nach Betrag Δ h stellt sich somit zum Zeitpunkt des Öffnens einer der Steuerventile ein höherer oder niedrigerer Einspritzdruck ein. Mit diesem Vorhalt vor dem eigentlichen Spritzbeginn kann somit in vorteilhafter Weise der Einspritz druck unabhängig von der Fördercharakteristik der Kraftstoff einspritzpumpe modifiziert werden. Für die Bildung des ge wünschten Einspritzdrucks bei unterschiedlichen Betriebs punkten der Brennkraftmaschine können vorteilhaft in einem Kennfeld Werte des Betrags Δα in Abhängigkeit von ver schiedenen Betriebsparametern abgespeichert sein, wobei der ebenfalls von Parametern abhängige erforderliche Spritzbeginn berücksichtigt ist. Für die Steuerung des Steuerventils 15 insbesondere den Spritzbeginn werden die bekannten Parameter, wie z. B. die Drehzahl oder in der Warmlaufphase die Brennkraftmaschinentemperatur und andere berücksichtigt.
Während in Fig. 3b eine Erhöhung des Einspritzdruckes
durch späteres Aufsteuern des Steuerventils erzielt wird,
können in anderer Ausgestaltung die Steuerventile auch
so angesteuert werden, daß sie zur Winkelstellung FB ge
mäß Fig. 3c geöffnet werden, aber bereits schließen
bevor der Födervorgang, der durch das Wiederöffnen des
Entlastungsventils 10 festgelegt ist, beendet ist. Über
die nach Schließen der Steuerventile geförderte Kraft
stoffmenge entsprechend dem Drehwinkel Δα 1 baut sich in
der Sammelleitung 6 und den Teilstücken der Einspritzlei
tungen in gleicher Weise wie bereits oben beschrieben
ein Standdruck auf, der bei dem nächstfolgenden Spritz
beginn bzw. Förderbeginn wirksam ist. Die Ausgestaltung
nach Fig. 3b mit dem Fördervorhalt Δα hat demgegenüber
den Vorteil, daß der hohe Einspritzdruck nur kurzzeitig
und auch schnell beeinflußbar vor Spritzbeginn wirksam
ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3b bleibt das Steuer
ventil nach Spritzbeginn SB solange auf, bis die durch
das Entlastungsventil zugemessene Kraftstoffmenge einge
spritzt ist. Das Entlastungsventil legt dabei das Förder
ende FE fest. Bei fehlenden Rückschlagventilen wird zu
gleich auch trotz noch offenem Steuerventil 15 die Ein
spritzung unterbrochen. Daraus ergibt sich die Möglich
keit, bei dieser Steuerungsform die Öffnungsdauer der
Steuerventile bei ausreichender Länge konstant zu halten,
so daß hier nur der Spritzbeginn exakt gesteuert werden
muß. Bei Verwendung eines Rückschlagventils kann anderer
seits die Spritzdauer über das Förderende FE hinaus
gehen. Je größer Δα ist, desto höher ist der am
Einspritzventil anstehende Einspritzdruck, der wiederum
eine erhöhte Einspritzrate über der gegenüber der Förder
strecke FB-FE verkürzten Einspritzdauer am Einspritzven
til erzeugt. Vorteilhaft wird für den Niedriglastbereich
bzw. für den Leerlaufbetrieb, die Einspritzrate dadurch
reduziert, daß während der Förderphase kontrolliert Kraft
stoff im Bypass über die variable Drossel 11 in der paral
lelen Entlastungsleitung 8 a abströmen kann. Auch diese
Drossel wird von den Steuergeräten 19 gesteuert.
Statt eines Steuergerätes, das mit Kennfeldspeichern für
die Parameter des Spritzbeginns einerseits und für die Para
meter des Einspritzdrucks andererseits versehen ist, kann
auch der Spritzbeginn analog gesteuert werden mit einer
Spritzbeginnrückmeldung über den Spritzbeginngeber 17, der
Ausgangspunkt für die Berechnung des Vorhalts Δα ist.
In weiterer Ausgestaltung kann auch der Druck, der sich
in der Sammelleitung 6 einstellen soll, geregelt werden,
indem über den Druckgeber 20 der Istdruck erfaßt wird und
mit einem Sollwert verglichen wird und entsprechend der
Abweichung von Soll- und Istwert der Betrag Δα bzw.
Δ h verändert wird. Der Sollwert kann dabei analog ge
steuert oder aber auch entsprechend den relevanten Be
triebsparametern aus einem Kennfeld abgerufen werden.
Das Kraftstoffeinspritzsystem ist von der Einspritzpumpen
seite her so ausgelegt, daß der Pumpenkolben bei Höchst
drehzahl bzw. bei Höchstförderung den höchsten Kraftstoff
einspritzdruck erzeugt, wobei die mechanischen, statischen
und dynamischen Belastungen berücksichtigt sind. Der sich
bei niedrigerem Drehzahl üblicherweise einstellende niedri
gere Einspritzdruck kann durch die oben beschriebene Er
findung bis zu diesem Höchstwert der mechanischen Belastungs
fähigkeit erhöht werden. Bezüglich gleicher Einspritzver
hältnisse bei jedem Zylinder ist es von Vorteil, die Ein
spritzleitungen zu den einzelnen Einspritzventilen gleich
lang zu halten. Die vom mechanischen Antrieb unabhängige
Steuerung der Förderphase des Pumpenkolbens erlaubt es
ferner unterschiedliche Punkte der Nockenerhebungskurve
für die Förderung auszunutzen, wodurch bei entsprechender
Gestaltung der Antriebsnocken des Pumpenkolbens unterschied
liche Förderraten erzielbar sind. Als Steuerventile und
Entlastungsventil kommen schnellschaltende Magnetventile
oder schnelle elektrisch gesteuerte Ventile mit Piezostell
gliedern bekannter Bauart in Frage.
Claims (14)
1. Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung
bei Brennkraftmaschinen mit Erzeugung eines Kraftstoff
einspritzdrucks durch Fördern von Kraftstoff mittels
einer Kraftstoffpumpe (3), mit Zumessen eines Teils
des von der Kraftstoffpumpe förderbaren Kraftstoffs
mittels eines elektrisch gesteuerten Zumeßventils (10)
und mit zu den Steuerzeiten des Zumeßventils zeitlich
versetzter Steuerung der Einspritzung des geförderten
und zugemessenen Kraftstoffs mittels eines elektrisch
gesteuerten Steuerventils (15 a . . . 15 d) in einer zur Ein
spritzstelle (16 a . . . 16 d) führenden Einspritzleitung (7 a . . .
7 d), dadurch gekennzeichnet, daß der sich durch eine inter
mittierende und zur Drehzahl der Brennkraftmaschine syn
chrone Kraftstofförderung an einem Einspritzventil (16 a . . .
16 d) einstellende Einspritzdruck zum Spritzbeginn (SB)
dadurch beeinflußt wird, daß ein in Abhängigkeit von
Betriebsparametern variabler Teil der durch das Zumeß
ventil (10) bestimmten Kraftstofförderung in die durch
das Steuerventil (15 a . . . 15 d) geschlossene Einspritzlei
tung (7 a . . . 7 d) vorgefördert wird.
2. Kraftstoffeinspritzsystem zur Durchführung des Ver
fahrens nach Anspruch 1 mit einer Kraftstoffeinspritz
pumpe (3) zur Kraftstofförderung und Erzeugung eines
Kraftstoffeinspritzdruckes, mit einem von einem Steuer
gerät (19) elektrisch gesteuerten Zumeßventil (10)
durch das die Menge des pro Arbeitstakt der Brennkraft
maschine einen der Zylinder zugeführte Kraftstoffmenge
zugemessen wird und mit einem von dem elektrischen Steuer
gerät (19) gesteuerten Steuerventil (15 a . . . 15 b) in jeder
zu je einem Einspritzventil (16 a . . . 16 d) führenden Ein
spritzleitung zur Steuerung des Zeitpunktes der Einspritzung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzpumpe
eine synchron zur Drehzahl der Brennkraftmaschine ange
triebene mit Hochdruck aus einem Pumpenarbeitsraum (4)
mit durch Antriebsnocken festgelegter Förderrate fördernde
Kraftstoffeinspritzpumpe ist, daß das Zumeßventil (10)
ein in einer vom Pumpenarbeitsraum abführenden Entlastungs
leitung (8) angeordnetes Hochdruckentlastungsventil ist,
daß der Pumpenarbeitsraum (4) mit einer Sammelleitung (6)
verbunden ist, von der die einzelnen Kraftstoffeinspritz
leitungen (7 a . . . 7 d) abführen, wobei durch das Steuergerät
(19) das Zumeßventil (10) derart angesteuert wird, daß
durch das Schließen desselben die Dauer und der Beginn
der Druckförderung von Kraftstoff durch den Pumpenkolben
(3) bestimmt ist und das Steuerventil (15 a . . . 15 d) derart
angesteuert wird, daß dessen Öffnungsdauer gegenüber der
Dauer der Druckförderung in Abhängigkeit von Betriebs
parametern der Brennkraftmaschine verringerbar ist und
der Öffnungspunkt (SB) in Abhängigkeit von Betriebspara
metern der Brennkraftmaschine variabel ist.
3. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Entlastungsventil (10) einen variablen
Pumpenkolbenhub (Δ h bzw. Δα) vor dem Öffnen des jewei
lichen Steuerventils (15 a . . . 15 d) geschlossen wird.
4. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß das jeweilige Steuerventil (15 a . . . 15 d)
einen varaiblen Pumpenkolbenhub (Δ h 1 bzw. Δα 1) vor dem
die Förder- und Zumeßphase beendenden Wiederöffnen (FE)
des Entlastungsventils (10) geschlossen wird.
5. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 2
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungszeitpunkt
des Steuerventils (15 a . . . 15 d) als der den Spritzbeginn
(SB) bestimmende Punkt in Abhängigkeit von nur für den
Spritzbeginn bedeutsamen Parametern analog oder nach
Kennfelddaten gesteuert wird.
6. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der variable Pumpenkolbenhub (Δ h; Δα),
über den der Pumpenkolben in die durch die Steuerventile
(15 a . . . 15 d) geschlossene Sammelleitung (6) fördert, mit
zunehmender Drehzahl verringert wird.
7. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der variable Pumpenkolbenhub (Δ h; Δα),
über den der Pumpenkolben (3) in die durch die Steuerventile
(15 a . . . 15 d) geschlossene Sammelleitung (6) fördert, ent
sprechend der Abweichung eines durch einen Druckgeber
(20) erfaßten Istdruckes in der Sammelleitung (6) vor
Einspritzbeginn von einem Solldruckwert gesteuert wird.
8. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der variable Pumpenkolbenhub (Δ h; Δα),
über den der Pumpenkolben (3) in die durch die Steuer
ventile (15 a . . . 15 d) geschlossene Sammelleitung (6) för
dert, in Abhängigkeit von mehreren in einem Kennfeld ge
speicherten Daten gesteuert wird.
9. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenarbeits
raum (4) mit der Sammelleitung (6) über ein in Förderrich
tung öffnendes Rückschlagventil (5) verbunden ist.
10. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß als Einspritzpumpe eine von der Brenn
kraftmaschine angetriebene Steckpumpe verwendet wird.
11. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß in einem ausgewählten Betriebsbereich
der Brennkraftmaschine, insbesondere bei Leerlaufbetrieb
oder bei Niedriglastbetrieb, der variable Pumpenkolbenhub
(Δ h; Δα), über den der Pumpenkolben (3) in die durch
die Steuerventile (15 a . . . 15 d) geschlossene Sammelleitung
(6) fördert, zur Erzielung einer geringen Kraftstoffein
spritzrate möglichst kleingehalten wird.
12. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 8 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem ausgewählten Betriebs
bereich der Brennkraftmaschine, insbesondere bei Leerlauf
betrieb oder bei Niedriglastbetrieb, der Schließpunkt der
Steuerventile (15 a . . . 15 d) nach dem Wiederöffnen (FE) des
Zumeßventils (10) am Ende der Förderphase liegt.
13. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der vorstehenden
Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lei
tungen zwischen dem Pumpenarbeitsraum (4) und jedem der
Steuerventile (15 a . . . 15 d) bzw. Einspritzventile (16 a . . .
16 d) gleich lang sind.
14. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Zumeß
ventil eine verstellbare insbesondere vom Steuergerät (19)
gesteuerte Drossel (12) angeordnet ist.
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